第五节 探究──使用机械能省功吗 导学案
文档属性
| 名称 | 第五节 探究──使用机械能省功吗 导学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 64.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-04-30 23:51:17 | ||
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文档简介
第五节 探究──使用机械能省功吗
一、明确目标：
1、通过探究活动，知道使用任何机械都不省功。
2、通过探究活动，理解机械效率。
二、自主预习：
1、什么叫有用功？额外功？总功？它们的关系怎样？
2、什么叫机械效率？计算公式？怎样提高机械效率？
三、合作探究：
探究活动一：使用机械是否能省功。
1、问题与猜想：使用动滑轮、拔钉子使用羊角锤、钓鱼杆、定滑轮的目的是什么？
提出问题：使用机械能够省功吗？
2、制定计划
（1）直接 W1
（2）再用 W2，
。
3、收集证据
力/N
移动距离/m
力做的功/j
F1=
h=
W1=Fh=
F2=
S=
W2=F2s=
计算并比较两次所用的功:W2 W1
4、分析与结论： 。
探究活动二：机械效率
1、有用功： 公式:
2、额外功: 公式：
3、总 功： 公式: 或
4、机械效率：
公式： 推导公式：
5、机械效率总小于1的原因
。
6、如何提高机械效率
主要方法是尽可能减少 功，即改进 ，使它更合理、更轻巧，即机械重力更小。按技术规程经常保养，定时润滑可以 ，使机械处于良好的运转状态等。
四、当堂反馈：
1、使用任何机械都要做额外功，额外功只能____，不能____，所以机械效率总是____。
2、使用滑轮组提起20牛的重物，使它上升0.4米，作用在绳子自由端的拉力为8牛，拉力的作用点上升了1.2米，拉力对滑轮所做的功为____焦，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为____焦，这个功叫____功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是 焦，这个功叫 功，这个滑轮组的机械效率是____。
3、要提高机械效率，关键在于减小功。我们可以用 或 减小摩擦，还可以通过简化 结构， 机械自重等方法，来提高机械效率。
4、用水桶从井中提水，则：提桶做的功、提水做的功、提水和桶做的功分别是：
A．总功、有用功、额外功 B、额外功、有用功、总功
C、有用功、额外功、总功 D、总功、额外功、有用功
5、关于机械效率,下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多机械效率越高 B．实际生产中．使用机械比不使用机械做功的效率高 C．使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率是百分之百 D．有用功与总功的比值越大，机械效率越小。
6、某机器的机械效率的大小，正确的可能是 （ ）
A．0.07% B．82% C．100% D．120%
五、拓展提升：
1、用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是＿＿＿cm，人做的功是＿＿＿J，机械效率是＿＿＿＿。
2、用一个动滑轮将重500N的重物匀速提高0.5m，在绳子自由端所用的拉力是300N，则W总＝＿＿＿＿＿＿J，W有用＝＿＿＿＿＿＿J，机械效率η＝＿＿＿＿＿＿。
3、用如图所示的滑轮组将总质量为500 g的钩码匀速上拉，不计摩擦和绳子的重力，弹簧测力计的读数是1.1 N，两个动滑轮的重力是________N；滑轮组的机械效率为________.若用此滑轮组提升1000 g的钩码，滑轮组的机械效率________.(填“不变”“变大”或“变小”,g=10 N/kg)
4、如图所示，某人将一物体用F=40 N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的总功为________J，额外功为________J，摩擦力为________N，斜面的机械效率为________.
5、外力对水泵做了7.5×105焦耳的功，水泵把5×103千克的水送到10米高的水池，水泵做的有用功是________焦耳，水泵的机械效率是_______。（g取10N/kg）
6、图中，重为500牛的物体与地面间的摩擦力是150牛，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60牛的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 ；若物体移动的速度为0.2米/秒，则1分钟内拉力做的功是 焦．
六、课后检测：
1、斜面长5米，高1．5米，把重为800牛的物体匀速推向斜面顶端。若斜面是光滑的，则推力为____牛，如果斜面不光滑，所用推力为300牛，则斜面的机械效率为____。2、某人用手将一物体竖直举高3米和用机械效率为80％的斜面将它升高3米，比较这两种情况下人所做的功用斜面使物体上升做的功多用手竖直举高物体做的功多 （ ）
A．用斜面使物体上升做的功多 B．用手竖直举高物体做的功多 C．两种情况做的功一样多 D．无法比较
3、使用机械效率高的机械，一定 （ ）
A．省距离 B．省时间 C．省力 D．省功4、如图所示，某人用F=28牛的力提起重物，已知滑轮组的机械效率是 70％，求物体的质量。
5、用图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N、绳重和摩擦力不计，则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
6、如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB
下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2 m。物块
重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为 %，使用该杠杆做额外功的
一个原因是 。
7、如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η/%
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4
(1)分析表中的数据可得出：斜面越平缓越 （选填“省”或“费”） 力。
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是
0.5 m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为
4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和?????? 有关。
8、如图所示，动滑轮重20 N，物体重80 N，不计绳重和摩擦。
（1）请你在图中画出一种绕绳方法。
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1 m时，求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮
组的机械效率。
质疑与反思：
一、明确目标：
1、通过探究活动，知道使用任何机械都不省功。
2、通过探究活动，理解机械效率。
二、自主预习：
1、什么叫有用功？额外功？总功？它们的关系怎样？
2、什么叫机械效率？计算公式？怎样提高机械效率？
三、合作探究：
探究活动一：使用机械是否能省功。
1、问题与猜想：使用动滑轮、拔钉子使用羊角锤、钓鱼杆、定滑轮的目的是什么？
提出问题：使用机械能够省功吗？
2、制定计划
（1）直接 W1
（2）再用 W2，
。
3、收集证据
力/N
移动距离/m
力做的功/j
F1=
h=
W1=Fh=
F2=
S=
W2=F2s=
计算并比较两次所用的功:W2 W1
4、分析与结论： 。
探究活动二：机械效率
1、有用功： 公式:
2、额外功: 公式：
3、总 功： 公式: 或
4、机械效率：
公式： 推导公式：
5、机械效率总小于1的原因
。
6、如何提高机械效率
主要方法是尽可能减少 功，即改进 ，使它更合理、更轻巧，即机械重力更小。按技术规程经常保养，定时润滑可以 ，使机械处于良好的运转状态等。
四、当堂反馈：
1、使用任何机械都要做额外功，额外功只能____，不能____，所以机械效率总是____。
2、使用滑轮组提起20牛的重物，使它上升0.4米，作用在绳子自由端的拉力为8牛，拉力的作用点上升了1.2米，拉力对滑轮所做的功为____焦，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为____焦，这个功叫____功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是 焦，这个功叫 功，这个滑轮组的机械效率是____。
3、要提高机械效率，关键在于减小功。我们可以用 或 减小摩擦，还可以通过简化 结构， 机械自重等方法，来提高机械效率。
4、用水桶从井中提水，则：提桶做的功、提水做的功、提水和桶做的功分别是：
A．总功、有用功、额外功 B、额外功、有用功、总功
C、有用功、额外功、总功 D、总功、额外功、有用功
5、关于机械效率,下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多机械效率越高 B．实际生产中．使用机械比不使用机械做功的效率高 C．使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率是百分之百 D．有用功与总功的比值越大，机械效率越小。
6、某机器的机械效率的大小，正确的可能是 （ ）
A．0.07% B．82% C．100% D．120%
五、拓展提升：
1、用动力臂是阻力臂3倍的杠杆，将重600N的物体抬高40cm，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是＿＿＿cm，人做的功是＿＿＿J，机械效率是＿＿＿＿。
2、用一个动滑轮将重500N的重物匀速提高0.5m，在绳子自由端所用的拉力是300N，则W总＝＿＿＿＿＿＿J，W有用＝＿＿＿＿＿＿J，机械效率η＝＿＿＿＿＿＿。
3、用如图所示的滑轮组将总质量为500 g的钩码匀速上拉，不计摩擦和绳子的重力，弹簧测力计的读数是1.1 N，两个动滑轮的重力是________N；滑轮组的机械效率为________.若用此滑轮组提升1000 g的钩码，滑轮组的机械效率________.(填“不变”“变大”或“变小”,g=10 N/kg)
4、如图所示，某人将一物体用F=40 N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的总功为________J，额外功为________J，摩擦力为________N，斜面的机械效率为________.
5、外力对水泵做了7.5×105焦耳的功，水泵把5×103千克的水送到10米高的水池，水泵做的有用功是________焦耳，水泵的机械效率是_______。（g取10N/kg）
6、图中，重为500牛的物体与地面间的摩擦力是150牛，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60牛的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为 ；若物体移动的速度为0.2米/秒，则1分钟内拉力做的功是 焦．
六、课后检测：
1、斜面长5米，高1．5米，把重为800牛的物体匀速推向斜面顶端。若斜面是光滑的，则推力为____牛，如果斜面不光滑，所用推力为300牛，则斜面的机械效率为____。2、某人用手将一物体竖直举高3米和用机械效率为80％的斜面将它升高3米，比较这两种情况下人所做的功用斜面使物体上升做的功多用手竖直举高物体做的功多 （ ）
A．用斜面使物体上升做的功多 B．用手竖直举高物体做的功多 C．两种情况做的功一样多 D．无法比较
3、使用机械效率高的机械，一定 （ ）
A．省距离 B．省时间 C．省力 D．省功4、如图所示，某人用F=28牛的力提起重物，已知滑轮组的机械效率是 70％，求物体的质量。
5、用图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N、绳重和摩擦力不计，则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
6、如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB
下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2 m。物块
重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为 %，使用该杠杆做额外功的
一个原因是 。
7、如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η/%
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4
(1)分析表中的数据可得出：斜面越平缓越 （选填“省”或“费”） 力。
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是
0.5 m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为
4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和?????? 有关。
8、如图所示，动滑轮重20 N，物体重80 N，不计绳重和摩擦。
（1）请你在图中画出一种绕绳方法。
（2）根据你的绕绳方法，用滑轮组将物体匀速提升1 m时，求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮
组的机械效率。
质疑与反思：